零基础学Java第十八天之单例模式

单例模式的理解和实现方式

1、理解

单例模式（Singleton Pattern）是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问这个唯一实例。在Java、C#、Python等编程语言中，单例模式被广泛使用于需要频繁实例化但又只需要一个实例的场合，比如配置文件的读取、线程池、数据库连接池等。 getInstance返回单例类的唯一实例。

2、实现方式

1、饿汉式（线程安全）

在类加载时就完成了实例化，避免了线程同步问题。

public class Singleton {  
    //初始化
    //在类加载时就完成了实例的创建，因此称为“饿汉式”  
    private static Singleton instance = new Singleton();  
  //无参构造
    // 构造函数私有化，防止外部通过 new Singleton() 创建实例  
    private Singleton() {
        
    }  
  
    // // 获取单例实例的静态方法  
    public static Singleton getInstance() {  
         // 直接返回已创建的实例 
        return instance;  
    }  
}

2、懒汉式（线程不安全）

这种方式在多线程环境下是不安全的，因为可能会出现多个实例。

public class Singleton {  
    
    private static Singleton instance;  
  
    private Singleton() {
        
    }  
  
    public static Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {  
            instance = new Singleton();  
        }  
        return instance;  
    }  
}

3、懒汉式（线程安全，同步方法）

通过synchronized关键字保证了线程安全，但性能较差，因为每次调用getInstance()方法时都需要进行同步。

public class Singleton {  
    private static Singleton instance;  
  
    private Singleton() {}  
  
    public static synchronized Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {  
            instance = new Singleton();  
        }  
        return instance;  
    }  
}

4、双重锁定（Double-Checked Locking，DCL）

这是懒汉式的线程安全版本，它使用双重检查来减少同步的开销。注意，这里使用了volatile关键字来确保instance的可见性，防止指令重排。

public class Singleton {  
    private volatile static Singleton instance;  
  
    private Singleton() {}  
  
    public static Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {  
            synchronized (Singleton.class) {  
                if (instance == null) {  
                    instance = new Singleton();  
                }  
            }  
        }  
        return instance;  
    }  
}

5、静态内部类

这种方式利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程，并且只有在调用getInstance()方法时才会加载SingletonHolder类，因此也是线程安全的。

public class Singleton {  
    private Singleton() {}  
  
    private static class SingletonHolder {  
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
  
    public static Singleton getInstance() {  
        return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}

6、枚举

在Java中，枚举类型是一种特殊的类，它默认就是线程安全的，并且可以防止反序列化重新创建新的对象。这是实现单例模式的最佳方式之一。

public enum Singleton {  
    INSTANCE;  
  
    // 其他方法...  
}

原文地址：https://blog.csdn.net/qq_53720725/article/details/139072942

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